學Arduino和樹莓派玩轉傳感器網絡 （美）貝爾,張佳進 9787115326065 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 貝爾，張佳進 著

圖書標籤:

• Arduino
• 樹莓派
• 傳感器網絡
• 物聯網
• DIY
• 電子製作
• 嵌入式係統
• 編程
• 硬件
• 實踐

店鋪： 博遠慧達圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115326065

商品編碼：12109211785

包裝：平裝

齣版時間：2015-04-01

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基本信息

書名:學Arduino和樹莓派玩轉傳感器網絡

定價：79.0元

售價：46.61元,便宜32.39元,摺扣59

作者:（美）貝爾,張佳進

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2015-04-01

ISBN：9787115326065

字數：541000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《學Arduino和樹莓派玩轉傳感器網絡》突破性地本書融閤瞭當前三個熱門技術，Arduino、Raspberry Pi和傳感器網絡。為初學者介紹傳感器網絡基礎概念的同時，介紹如何將傳感器應用於Arduino和樹莓派的項目中。作者查爾斯博士是數據庫領域的專傢，研究範圍包括微控製器、3D打印技術、數據庫係統、軟件工程及傳感網絡。譯者均是相關專業的大學講師、教授。在書中你可以做這些項目：XBee無綫網絡聊天室、Arduino溫度傳感器、樹莓派氣壓傳感器節點、傢庭溫度檢測網絡等。

 

內容提要

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《學Arduino和樹莓派玩轉傳感器網絡》為初學者介紹瞭傳感器網絡，講述傳感器網絡的種類、傳感器如何發送其測量值、傳感器如何被應用於Arduino和樹莓派的項目中，共有9章，前4章分彆介紹瞭傳感器網絡的基礎知識、基於Arduino的傳感器節點、基於樹莓派的傳感器節點，而後幾章介紹如何保存傳感器數據、將樹莓派設置為數據庫服務器等方法，並以搭建傢庭溫度檢測網絡等項目為實例進行說明。

目錄

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作者介紹

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作者查爾斯博士是數據庫領域的專傢，研究範圍包括微控製器、3D打印技術、數據庫係統、軟件工程及傳感網絡。他不僅是Oracle MySQL開發組的成員，同時也是一位創客。譯者張佳進是計算機專業大學講師，主要研究方嚮為物聯網、嵌入式係統、普適計算、生物信息學等。陳立暢是主要研究方嚮為智能信息處理的大學講師。張敏，講師，英國鬍弗漢頓大學碩士研究生畢業，研究方嚮為英語語言學。黃兆波，副教授，主要研究方嚮為嵌入式係統、智能儀器儀錶。楊彥鑫是物聯網、嵌入式係統方麵的大學講師。

文摘

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序言

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《創客啓航：從數字世界到物理感知》 一、 探索物聯網的脈搏：連接現實與數字的橋梁 在這個萬物互聯的時代，物聯網（IoT）已不再是遙不可及的未來概念，而是滲透到我們生活方方麵麵的現實。從智能傢居的便捷體驗，到工業生産的智能化升級，再到智慧城市的精細化管理，物聯網正以前所未有的速度重塑著我們的世界。而這一切的實現，都離不開一個核心：如何讓物理世界的數據信息被準確地捕捉、傳輸，並轉化為可操作的數字信號？《創客啓航：從數字世界到物理感知》正是為你揭開這層神秘麵紗的鑰匙。 本書並非一本單純的硬件堆砌指南，也不是枯燥的技術手冊。它是一次關於“感知”與“連接”的探索之旅，帶領你深入理解物聯網的底層邏輯，掌握將無形的數字信號轉化為有形的物理交互的藝術。我們將從最基礎的傳感器原理齣發，循序漸進地解析不同類型傳感器的功能、工作機製以及它們如何“傾聽”和“觀察”周遭的世界。 想象一下，空氣質量傳感器如何感知PM2.5的濃度變化？紅外傳感器如何偵測到人體的移動？土壤濕度傳感器如何判斷植物是否需要水分？本書將用生動易懂的語言，結閤豐富的實例，讓你徹底理解這些“眼睛”和“耳朵”是如何工作的，它們采集到的數據背後又蘊含著怎樣的信息。 但傳感器的價值不僅僅在於采集數據，更在於如何將這些數據有效地傳輸和利用。因此，本書的另一核心在於“網絡”。我們將深入探討各種通信協議和網絡技術，從基礎的串行通信，到無綫傳輸的Wi-Fi、藍牙，再到更廣泛的物聯網通信標準如MQTT等。你將瞭解數據如何在不同的設備之間、在設備與雲端之間流動，以及如何構建一個穩定可靠的傳感器網絡。 這本書的目標是培養你的“創客思維”——一種能夠將創意轉化為實際作品的能力。我們鼓勵讀者動手實踐，將理論知識應用於解決實際問題。因此，本書將提供大量基於主流開發平颱的實踐項目，讓你在親手搭建和調試的過程中，深刻理解傳感器、微控製器與網絡通信的協同工作。 二、 驅動你的創意：從硬件到軟件的全方位賦能 《創客啓航：從數字世界到物理感知》將為你提供一套完整的工具箱，讓你能夠自信地邁齣創客的第一步。我們深知，對於初學者而言，麵對琳琅滿目的電子元器件和復雜的編程語言可能會望而卻步。因此，本書在內容編排上力求循序漸進，由淺入深，確保每一位讀者都能找到屬於自己的學習路徑。 1. 傳感器：感知世界的觸角 我們將詳細介紹各類常用的傳感器，並針對每種傳感器提供詳細的原理講解、接口說明和典型應用場景。 環境感知類： 溫濕度傳感器： 如DHT11/DHT22，理解如何測量空氣的溫度和濕度，應用於智能傢居溫控、農業種植等。 光照傳感器： 如光敏電阻、光敏二極管，學習如何檢測環境光的強度，實現自動亮度調節、光照監測等。 空氣質量傳感器： 如MQ係列氣體傳感器，瞭解它們如何檢測特定氣體（如CO、可燃氣體），構建環境監測站。 氣壓傳感器： 如BMP180/BMP280，探究如何測量大氣壓力，應用於天氣預測、海拔測量。 運動與位置感知類： 人體紅外（PIR）傳感器： 學習其觸發機製，用於安防報警、智能照明。 超聲波測距傳感器： 如HC-SR04，理解聲波反射原理，實現障礙物檢測、水位測量。 加速度計與陀螺儀（IMU）： 如MPU6050，瞭解如何測量物體的加速度和角速度，實現姿態識彆、運動軌跡跟蹤。 GPS模塊： 學習如何獲取精確的地理位置信息，用於導航、資産追蹤。 生物與化學感知類： 土壤濕度傳感器： 瞭解其工作原理，用於智能灌溉係統。 pH傳感器： 探索如何測量溶液的酸堿度，應用於水質監測、土壤分析。 心率/血氧傳感器： 瞭解基本原理，作為可穿戴設備的基礎。 其他傳感器： 霍爾傳感器： 用於檢測磁場，實現無接觸開關、門磁報警。 火焰傳感器： 用於火災預警。 雨滴傳感器： 用於天氣監測。 我們將不僅是介紹這些傳感器的規格參數，更重要的是講解它們背後的物理原理，例如，為何材料的電阻會隨溫度變化而改變？聲波是如何被反射並計算距離的？這有助於讀者建立更深刻的理解，並能夠根據實際需求選擇閤適的傳感器。 2. 開發平颱：搭建智能係統的骨架 本書將側重於介紹和實踐兩個在創客領域極具影響力的開源開發平颱： 微控製器（MCU）基礎： Arduino生態係統： 作為入門的絕佳選擇，我們將深入剖析Arduino Uno、Nano等經典型號，講解其核心架構（微控製器、輸入/輸齣引腳、電源）。 Arduino編程語言： 講解基於C/C++的Arduino IDE，包括變量、數據類型、控製結構（if/else, for, while）、函數、中斷等基本概念。 常用Arduino庫的使用： 如何利用現成的庫文件來簡化對各種傳感器的驅動和通信。 實戰項目： 從簡單的LED閃爍，到讀取溫濕度數據並顯示，再到構建一個基礎的自動澆水係統。 嵌入式Linux開發： 樹莓派（Raspberry Pi）詳解： 作為功能更強大的單闆計算機，我們將介紹樹莓派不同型號（如Raspberry Pi 4B）的硬件特性，包括CPU、內存、GPIO接口、操作係統（Raspberry Pi OS）。 Linux基礎命令與Shell腳本： 學習在樹莓派上進行文件管理、進程控製、網絡配置等基本操作。 Python編程語言： 作為樹莓派上最常用的開發語言，我們將講解Python的基礎語法、麵嚮對象編程，以及如何利用Python庫來控製GPIO、訪問網絡、處理數據。 Python庫在物聯網中的應用： 如`RPi.GPIO`庫用於GPIO控製，`requests`庫用於HTTP通信，`paho-mqtt`庫用於MQTT通信。 實戰項目： 將傳感器連接到樹莓派，用Python編寫程序讀取傳感器數據，並通過網絡發送到雲端服務器，或者構建一個基於Web界麵的數據可視化平颱。 本書將強調Arduino和樹莓派的互補性：Arduino適閤處理實時性要求高、低功耗的傳感器數據采集和控製任務，而樹莓派則可以作為數據處理中心、網絡通信樞紐，運行更復雜的應用邏輯。我們將展示如何將兩者結閤，構建更強大的傳感器網絡係統。 3. 網絡通信：連接無界的信息流 沒有網絡，傳感器采集到的數據將無法觸達任何需要它們的地方。本書將係統性地講解傳感器網絡中的通信技術： 有綫通信基礎： UART（串行通信）： 作為Arduino與PC或模塊間最常用的通信方式，理解TX/RX引腳、波特率等概念。 I2C與SPI： 講解這兩種同步串行通信協議，它們在連接多個傳感器到同一微控製器時的優勢。 無綫通信進階： Wi-Fi： 講解ESP8266/ESP32等Wi-Fi模塊，如何將Arduino或樹莓派連接到互聯網。 藍牙（Bluetooth）： 介紹低功耗藍牙（BLE），適用於近距離設備通信。 LoRa/NB-IoT（選講）： 簡要介紹長距離低功耗無綫通信技術，為更廣闊的物聯網應用場景鋪墊。 物聯網通信協議： HTTP/RESTful API： 學習如何通過HTTP協議將數據發送到Web服務器或雲平颱。 MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）： 重點講解這個輕量級的發布/訂閱消息協議，它是構建分布式傳感器網絡的基石，理解Broker、Topic、Publish、Subscribe等概念。 CoAP（Constrained Application Protocol）： 簡要介紹其在資源受限設備上的應用。 我們將通過實際項目，演示如何配置Wi-Fi連接，如何使用MQTT將傳感器數據實時推送至MQTT Broker，以及如何在另一端訂閱並接收這些數據。 三、 構建你的智能世界：從理解到創造的飛躍 《創客啓航：從數字世界到物理感知》不僅僅是為瞭傳授知識，更是為瞭點燃你的創造力。我們相信，通過本書的學習，你將能夠： 深刻理解物聯網的構成要素： 不再被各種新名詞迷惑，而是能夠清晰地把握傳感器、微控製器、通信協議和應用服務之間的關係。 熟練掌握主流創客開發平颱的硬件和軟件： 能夠獨立選擇閤適的開發闆和傳感器，並運用Arduino IDE和Python進行編程。 設計和實現自己的物聯網項目： 從簡單的智能傢居控製，到環境監測係統，再到更復雜的自動化解決方案，你將擁有將想法變為現實的能力。 培養解決復雜問題的能力： 在實踐過程中，你將遇到各種調試和集成的問題，學會如何分析、定位和解決，這是成為一名優秀創客的關鍵。 踏入更廣闊的科技領域： 本書為你提供堅實的基礎，無論是未來深入學習嵌入式係統、人工智能、大數據，還是投身於物聯網相關的創業公司，你都將具備先發優勢。 本書的最後部分將聚焦於如何將分散的傳感器節點整閤成一個有機的整體，形成一個功能完善的傳感器網絡。我們將探討數據管理、遠程監控、雲平颱集成、以及一些進階應用，例如： 數據可視化： 如何將采集到的數據通過Web頁麵或專門的儀錶盤工具（如Grafana）進行直觀展示。 數據存儲與分析： 學習如何將數據存儲到數據庫，並進行初步的數據分析，發現潛在的模式和趨勢。 遠程控製與自動化： 如何根據傳感器數據觸發遠程命令，實現設備聯動和自動化流程。 安全考量： 在物聯網係統中，數據安全和設備安全至關重要，本書將提供一些基礎的安全實踐建議。 《創客啓航：從數字世界到物理感知》是一次學習的盛宴，也是一次實踐的邀請。我們鼓勵讀者在閱讀過程中，動手實踐每一個案例，甚至在此基礎上進行創新。在這個瞬息萬變的科技時代，掌握感知與連接的能力，就是掌握瞭未來的主動權。拿起這本書，開啓你的創客之旅，用你的雙手，去構建屬於你的智能世界！

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直就是我學習嵌入式開發路上的“及時雨”！作為一名軟件工程師，我一直渴望能將代碼的邏輯延伸到物理世界，而Arduino和樹莓派恰好提供瞭這樣的平颱。《學Arduino和樹莓派玩轉傳感器網絡》這本書的設計非常巧妙，它不僅僅是傳感器和開發闆的堆砌，更強調瞭“網絡”這個概念的實現。書中詳細講解瞭如何利用Wi-Fi、藍牙甚至MQTT協議，將采集到的傳感器數據傳輸到雲端，或者與其他設備進行通信。我被書中關於如何利用樹莓派搭建一個簡單的MQTT Broker的章節深深吸引，這讓我看到瞭構建分布式傳感器網絡的可能性。書中對於不同網絡通信方式的優缺點分析也相當到位，為我選擇閤適的技術方案提供瞭寶貴的參考。此外，作者在書中還涉及瞭一些基礎的Linux係統管理和Python編程技巧，這對於已經熟悉編程的我來說，簡直是如虎添翼。它讓我能夠更靈活地控製樹莓派，並為後續開發更復雜的應用打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編寫風格非常適閤我這樣喜歡動手實踐的學習者。我常常覺得很多技術書籍雖然內容詳實，但枯燥乏味，難以堅持讀下去。《學Arduino和樹莓派玩轉傳感器網絡》這本書則完全不同，它更像是一位經驗豐富的老師，在耐心地引導你一步步探索這個神奇的傳感器世界。書中大量的圖示和實操指導，讓我覺得學習的過程充滿瞭樂趣。比如，在講解某個復雜的電路連接時，作者會用大比例的圖片清晰地標示齣每一個元器件的引腳和連接綫，讓我很難齣錯。而當涉及到代碼部分時，書中提供的代碼塊格式清晰，注釋詳細，即使我不是編程的“大神”，也能輕鬆理解其邏輯。更讓我驚喜的是，書中還穿插瞭一些“調試技巧”和“常見問題解答”，這對於初學者來說，簡直是福音！它幫助我避免瞭很多不必要的彎路，讓我的學習過程更加順暢。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對電子技術充滿好奇但又缺乏係統學習背景的愛好者。《學Arduino和樹莓派玩轉傳感器網絡》這本書如同一把鑰匙，為我打開瞭通往物聯網和嵌入式編程世界的大門。我一直以來都對各種傳感器非常著迷，比如能夠感知光綫、聲音、溫度、甚至是氣壓的奇妙裝置。這本書恰恰滿足瞭我對這些傳感器的好奇心。它用一種非常友好的方式，將抽象的傳感器原理轉化為可以直接動手操作的項目。我尤其喜歡書中關於如何利用超聲波傳感器製作一個簡單的障礙物檢測器的章節，整個過程既有挑戰性又充滿趣味，讓我深刻體會到瞭傳感器在感知和交互中的重要作用。書中還講解瞭如何將這些獨立工作的傳感器連接成一個網絡，實現信息的共享和協同工作，這讓我看到瞭物聯網更廣闊的應用前景。這本書讓我不再對傳感器和嵌入式開發感到畏懼，而是充滿信心去探索和創造。

評分☆☆☆☆☆

我一直對DIY項目情有獨鍾，尤其喜歡那些能解決實際生活問題的“小玩意”。《學Arduino和樹莓派玩轉傳感器網絡》這本書的齣現，簡直是為我量身定做的！它並沒有拘泥於理論的講解，而是將大量的篇幅用在瞭如何將各種傳感器與Arduino和樹莓派結閤，創造齣有趣的、實用的設備上。例如，書中關於如何製作一個智能澆水係統的章節，讓我眼前一亮。我一直苦惱於齣門在外時植物的養護問題，而這本書提供瞭一個非常清晰的解決方案：利用土壤濕度傳感器檢測土壤乾濕程度，然後通過繼電器控製水泵進行自動澆水。這個項目不僅技術可行，而且非常有成就感。書中還鼓勵讀者發揮創意，書中提到的許多項目都可以作為起點，去嘗試更個性化的改造。我甚至已經開始構思如何將書中學的知識應用到我的傢庭安防係統中，比如利用PIR運動傳感器來檢測異常活動。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界！我一直對物聯網和智能傢居很感興趣，但總覺得入手點有點難度。讀完《學Arduino和樹莓派玩轉傳感器網絡》之後，我纔真正體會到，原來搭建一個屬於自己的傳感器網絡並沒有想象中那麼遙不可及。書中從最基礎的Arduino和樹莓派硬件介紹開始，循序漸進地講解瞭各種常用傳感器的原理和接綫方法。我尤其喜歡它在講解過程中穿插的大量實際案例，比如如何用DHT11傳感器監測室內溫濕度，如何用光敏電阻控製LED燈亮度，甚至是更復雜的應用，比如搭建一個簡易的氣象站。每一個案例都提供瞭詳細的代碼示例和清晰的電路圖，讓我這個初學者也能輕鬆跟著動手實踐。更重要的是，它不僅僅教你如何“用”，更注重讓你“懂”。在講解每個傳感器的原理時，作者會深入淺齣地解釋背後的物理學和電子學概念，讓我明白為什麼傳感器會這樣工作，而不是死記硬背。這種“知其然，更知其所以然”的學習方式，極大地提升瞭我的學習效率和興趣。